葡萄糖进入神经细胞时不需要胰岛素的帮助，所以糖尿病人神经细胞内葡萄糖浓度较高，这些葡萄糖在醛糖还原酶的催化下，首先生成山梨醇，进而又转变为果糖，使神经细胞内的渗透压升高。同时由于病人血糖高，神经细胞中蛋白质发生糖化变性，再加上糖尿病微血管病变造成局部缺氧，最终导致神经细胞肿胀，神经纤维鞘膜脱落，糖尿病神经病变发生。
全身各处的神经组织都可能受到糖尿病的损害，按其所在部位和功能，可将糖尿病神经病变分为中枢性和周围性神经性病变两大类。中枢神经系统包括脑和脊髓，有关糖尿病和脑血管病变的关系前面已经提及，糖尿病也可能影响脊髓，表现为肢体的感觉与运动失常，位置觉消失，还可能有排尿困难和阳痿等。
糖尿病周围神经病变包括颅神经、感觉神经、运动神经以及自主神经病变。颅神经共有12对，多数受到糖尿病的影响，颅神经受害的表现包括上眼睑抬不起来、眼球活动障碍、看东西双影、听力下降、口眼歪斜等；糖尿病感觉神经病变非常常见，主要表现为末梢神经炎，常常给病人带来极大的痛苦。
末梢神经炎的症状为肢体疼痛、麻木，疼痛严重时有的病人会丧失继续生活的勇气。病人可有感觉异常，如有烧灼感、蚁走感、触觉过敏，但真正受到高温、低冷或刺伤等外界刺激时反而没有正常的感觉，不能立即采取自我保护措施。还有的病人叙述“脚下没根”，“像踩在棉花上一样”，容易跌倒；与感觉神经相比，运动神经受累的情况比较少见，主要表现为血管神经性病变，如全身无力、肌肉萎缩、肢体疼痛等，偶有单神经麻痹引起肢体瘫痪者，多数患者经过积极治疗，症状可以消失；糖尿病自主神经病变也很常见，病人常诉说大汗，特别是头面部和躯干部，四肢汗可不多，当吃饭或稍事活动就会大汗淋漓，还有的病人表现为半身出汗。腹胀、大便失常、腹泻便秘交替出现的情况也不少见。病人可有直立性低血压，他们往往躺着时血压高，一站起来血压就下降，甚至头晕跌倒。另外不少人排尿障碍，或有尿尿不出来，或小便淋漓不尽。糖尿病人的阳痿、不育也很常见。这些症状都与糖尿病神经病变有关。
